《现代交换技术》实验指导书.docx
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《现代交换技术》实验指导书
江西理工大学
《现代交换技术》课程实验指导书
主审人：
主撰人：
李民生
前言
本实验指导书根据教育部高等院校重点建设专业主干专业课程《现代交换技术》实验教学大纲中的基础模块的要求编写。
适用于高等院校通信工程专业实验指导教学。
本指导书共六个实验，内容主要包括数字程控交换系统的组成及系统数据配置实验、用户接口电路与双音多频DTMF接收与分析实验、空分交换网络原理系统实验、数字程控交换系统的控制系统与交换网络实验等。
为了通过该实践环节，使学生进一步消化、吸收课堂教学的理论知识，加深对数字程控交换系统的理解，尽快掌握数字程控交换技术与交换设备的构成，培养学生分析问题、解决问题的思维能力及实践技能，本指导书列出了详细的实验步骤
目录
第一部分绪论1
第二部分基本实验指导3
实验一数字程控交换系统的组成及系统数据配置3
实验二用户接口电路与双音多频DTMF接收与分析9
实验三空分交换网络原理系统实验16
实验四数字程控交换系统的控制系统与交换网络22
实验五时分复用与时分交换原理实验（选做）24
实验六时分交换综合实验（选做）29
参考文献33
第一部分绪论
本实验指导书是根据《现代交换技术》课程实验教学大纲编写，适用于通信工程专业。
一、本课程实验的作用与任务
本课程实验作用：
通过该实践环节，使学生进一步消化、吸收课堂教学的理论知识，加深对数字程控交换系统的理解，尽快掌握数字程控交换技术与交换设备的构成，培养学生分析问题、解决问题的思维能力及实践技能。
本课程实验的任务：
1、要求学生掌握操作、使用实验箱。
2、学会使用现代化仪器测评交换机工作情况。
二、本课程实验的基础知识
本课程实验的基础知识包括：
数字电子技术、信号与系统、通信原理、现代交换技术等通信专业基础知识。
三、本课程实验教学项目及要求
序
号
实验项目名称
学
时
实验类别
实验要求
实验类型
每组人数
主要设备名称
目的和要求
1
数字程控交换系统的组成及系统数据配置
2
专业
必修
验证
2
程控交换实验箱、示波器等
对数字程控交换系统的基本组成和工作过程有一个总体而直观的认识，了解系统数据对数字程控交换系统的作用和影响
2
用户接口电路与双音多频DTMF接收与分析
2
专业
必修
验证
2
程控交换实验箱、示波器等
了解模拟用户接口电路BORSHCT功能的原理、特性、实现、作用；了解DTMF收号的原理、过程和作用
3
空分交换网络原理系统实验
2
专业
必修
验证
2
程控交换实验箱、示波器等
了解空分交换网络数据传输过程
4
数字程控交换系统的控制系统与交换网络
2
专业
必修
综合
2
程控交换实验箱、示波器等
了解数字程控交换系统的核心部分-交换网络的工作原理和工作过程
5
时分复用与时分交换原理实验（选做）
2
专业
必修
验证
2
程控交换实验箱、示波器等
了解时分复用原理和时分交换原理
6
时分交换综合实验（选做）
2
专业
必修
综合
2
程控交换实验箱、示波器等
熟悉时分交换原理
第二部分基本实验指导
实验一数字程控交换系统的组成及系统数据配置
一、实验目的
1、熟悉该程控交换原理实验系统的电路组成与主要部件的作用。
2、体会程控交换原理实验系统进行电话通信时的工作过程。
二、实验原理
1、电路组成
图1-1实验系统的原理框图
图1-2实验系统方框图
（1）用户模块电路：
主要完成BORSCHT七种功能，它由下列电路组成：
a）用户线接口电路
b）二\四线变换器
c）PCM编译码电路
（2）交换网络系统：
主要完成空分交换与时分交换两大功能，它由下列电路组成：
a）空分交换网络系统
b）时分交换网络系统
（3）多种信号音电路：
主要完成各种信号音的产生与发送，它由下列电路组成：
a）450Hz拨号音电路
b）忙音发生电路
c）回铃音发生电路
d）25Hz振铃信号电路
（4）CPU中央集中控制处理器电路：
主要完成对系统电路的各种控制，信号检测，号码识别，键盘输入信息，输出显示信息等各种功能：
a）键盘输入电路：
主要把实验过程中的一些功能通过键盘设置到系统中。
b）显示电路：
显示主叫方与被叫方的电话号码，同时显示通话时间。
c）输入输出扩展电路：
显示电路与键盘输入电路主要通过该电路进行工作，主要芯片是D8155A，SN74LS240，MC1413。
d）双音多频DTMF接收检测电路：
把MT8870DC输出的DTMF四位二进制信号，接收存贮后再送给CPU中央集中控制处理系统。
（5）用户状态检测电路：
主要识别主、被叫用户的摘挂机状态，送给CPU进行处理。
（6）自动交换网络驱动电路：
主要实现电话交换通信时，CPU发出命令信息，由此电
路实现驱动自动交换网络系统，其核心集成电路为SN74LS374，D8255A，GD74LS373等芯片。
（7）信号音控制电路：
它完全按照CPU发出的指令进行操作，使各种信号音按照系统程序进行工作。
（8）振铃控制电路：
它也是按照CPU发出的指令进行工作。
（9）系统工作电源：
主要完成系统所需要的各种电源，本实验系统中有+5V，-5V，+12V，
-12V，-48V等5组电源，由下列电路组成：
a）内置工作电源：
-48V，-12V，+5V，+12V
b）1.5.2稳压电源：
-8V，-5V
2、键盘功能
图1-3键盘功能框图
对图1-3所示的键盘功能作如下介绍：
（1）时间
该键可设置系统的延时时间。
如久不拔号、久不应答、位间不拔号的延时，缺省值为10秒，可选择的时间值有10秒、30秒、1分钟。
按一次该键则显示下一个时间值，三个值循环显示，当按下“确认”键时，就选定当前显示值供系统使用，按“复位”键则清除该次时间的设定。
（2）电话会议
该键为召开电话会议的按键。
电话会议设置用户1为主叫方，其他三路为被叫方，只能由主叫方主持召开会议，向其他三路发出呼叫。
电路完全接通或者接通两路后，主叫方能和任一被叫方互相通话。
除“复位”键外，其他键均失去功能。
会议结束后，可按“复位”键重启系统。
（3）中继
该键为局内交换切向中继交换的功能按键，按下此键，再按“确认”键进行确认，则工作模式由局内交换切换为中继交换，显示器循环显示“d”，此时方可通过中继拨打“长途”电话。
按“复位”键重启系统，进入正常局内交换模式。
（4）确认
该键完成对其他功能键的确认，防止误按键，在键盘中除“复位”键外，其他功能键都必须加“确认”键才能完成所定义的功能。
（5）复位
该键为重启系统按键。
在任何时候或者系统出现不正常状态时都可按下此键重启系统（有用户通话时，会中断通话），所有设置均为默认值。
3、显示功能
主叫号码显示计时显示被叫号码显示
图1-4显示电路
图1-4是显示电路工作示意说明图。
4、工作过程
以上是CPU中央集中控制处理系统的主要工作过程，要全面具体实现上述工作过程，则要有软件支持，该软件程序流程图见图1-5。
图1-5程序工作流程示意图
三、主要仪器及耗材
1、程控交换试验箱一台
2、万用表一台
3、电话单机四台
四、实验内容和步骤
（一）实验内容：
1、测量实验系统电路板中各测量点电压值，并记录。
2、从总体上初步熟悉两部电话单机用空分交换方式进行通话。
3、初步建立程控交换原理系统及电话通信的概念。
4、观察并记录一个正常呼叫的全过程。
5、观察并记录一个不正常呼叫的状态。
图1-6呼叫识别电路框图
（二）实验步骤：
1、接上交流电源线。
2、将K11~K14、K21~K24、K31~K34、K41~K44接2、3脚；K70~K75接2、3脚；
K60~K63接2、3脚。
3、先打开“交流开关”，指示发光二极管亮后，再分别按下直流输出开关J8、J9。
此时实验箱上的五组电源已供电，各自发光二极管亮。
4、按“复位”键进行一次上电复位，此时，CPU已对系统进行初始化处理，数码管
循环显示“P”，即可进行实验。
5、将万用表拔至直流电压档，然后测量电源模块-48、-12、-5、+5、+12的电压是否
正常：
-48为-48V，-12为-12V，-5为-5V，+5为+5V，+12为+12V。
（-48V允许误差±10%，其它为±5%）
6、将四个用户接上电话单机。
7、正常呼叫全过程的观察与记录。
（现以用户1为主叫，用户4为被叫进行实验）
（1）主叫摘机，听到拨号音，数码管显示主叫电话号码“68”。
（2）主叫拨首位被叫号码“8”，主叫拨号音停，主叫继续拨完被叫号码“9”。
（3）被叫振铃，主叫听到回铃音。
（4）被叫摘机，被叫振铃停，主叫回铃音停，双方通话。
数码管显示主叫号码和被叫号码，并开始通话计时。
（5）挂机，任意一方先挂机（如主叫先挂机），另一方（被叫）听到忙音，计时暂停，双方都挂机后，数码管循环显示“P”。
8、不正常呼叫的自动处理
（1）主叫摘机后在规定的系统时间内不拨号，主叫听到忙音。
（系统时间可以设置，在系统复位后按“时间”可循环显示“0.10”，“0.30”，“1.00”，分别表示10秒，30秒，1分钟，选定一个时间按“确认”即系统时间被设置，复位时，系统时间默认为10秒。
）
（2）拨完第一位号码后在规定的系统时间内没有拨第二位号码时，主叫听到忙音。
（3）号码拨错时（如主叫拨“56”），主叫听到忙音。
（4）被叫振铃后在规定的系统时间内不摘机，被叫振铃音停，主叫听到忙音。
五、实验注意事项
对实验系统加电一定要严格遵循先打开系统工作电源的“交流开关”，然后再打开直流电源输出开关J8，J9。
实验结束后，先分别关直流电源输出开关J8，J9。
最后再关“交流开关”，以避免实验电路的器件损坏。
六、思考题
1、画出实验系统电路的方框图，并作简要叙述。
2、对正常呼叫全过程进行记录分析。
实验二用户接口电路与双音多频DTMF接收与分析
一、实验目的
1、了解电话号码双音多频信号在程控交换系统中的发送和接收方法。
2、熟悉该电路的组成及工作过程。
二、实验原理
1、双音多频拨号简单介绍
在电话单机中，有两种拨号方式，即脉冲拨号和双音多频拨号。
双音多频拨号方式中的双音多频是指用两个特定的单音频信号的组合来代表数字或功能，两个单音频的频率不同，所代表的数字和功能也不同，在双音多频电话机中有16个按键，其中有10个数字键0~9，6个功能键*、#、A、B、C、D，按照组合的原理，它必须有8种不同的单音频信号，由于采用的频率有8种，故又称之为多频，又因以8种频率中任意抽出2种进行组合，又称其为8中取2的编码方式。
根据CCITT的建议，国际上采用697Hz、770Hz、852Hz、941Hz、1209Hz、1336Hz、1477Hz和1633Hz，把这8种频率分成两个群，即高频群和低频群，从高频群和低频群中任意各抽出一种频率进行组合，共有16种不同组合，代表16种不同数字或功能，见表2-1。
表2-1高频群与低频群的组合
1209
1336
1447
1633
697
1
2
3
A
770
4
5
6
B
852
7
8
9
C
941
*
0
#
D
表中*、#键作特殊功能用（如闭音、重发）等，A、B、C、D留作它用。
例如拨数字号码“8”，则发双音多频信号频率为
=1336Hz、
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